毕业设计

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段)、单向向后摆动(BC段)和单向向前摆动(AB段和CD段)。选择不同的四连杆参数．可以使E点轨迹处于上述3种曲线段。支架工作时，受到顶板载荷的作用，有下缩趋势。当E点轨迹处于AB段时，顶梁相对于顶板有向煤壁移动的趋势，顶板对顶粱的摩擦力指向采空区侧。当E点轨迹处于BC段时，顶梁相对于顶板有向采空区移动的趋势，此时顶板对顶梁的摩擦力指向煤壁。当顶板运动趋势超过支架运动趋势时，顶梁与顶板间的摩擦力方向将取决于顶板的运动趋势。
从顶板管理方面分析，顶梁向煤壁方向移动比顶梁向采空区方向移动有利。前者对于保持粱端顶板处于挤压状态有利，而后者容易导致顶板产生离层或断裂，造成顶板断裂线前移或梁端冒顶。因此，合理设计四连杆参数．使支架工作段内，E点轨迹处于AB段比较理想，但对于调高范围大的支架，要达到要求是困难的。然而，由于四连杆销孔间隙的作用，使E点实际运动轨迹与上述理论轨迹不完全相同。为了保持支架梁端距的稳定，一般应控制梁端摆动幅度Δ ≤30~70mm。液压支架的纵向稳定性完全是由四连杆机构决定的，而不取决于立柱的多少。
液压支架实际受力状态十分复杂，经常受到非对称载荷和横向载荷的作用，保持支架横向稳定性和整体刚性十分重要。如图示支架立柱为二力构件，不具有承受较大横向载荷的能力。支架的横向载荷只能靠四连杆机构承受。
3.2.2、四连杆机构定位尺寸和极限参数的确定
在设计四连杆机构时，要根据四连杆机构的几何特性来确定。其四连杆机构的几何特性如下：
(1) 支架从最高高度降到最低高度时，如下图所示顶梁端点运动轨迹的最大宽度e应小于或等于70mm,最好为30mm以下。
图　2－2　　四连杆机构几何特征图
(2) 掩护梁上铰点到顶梁顶面之距离H和后连杆下铰点至底座底面之距Y 如图2－2所示，当支架高度确定后，要用作图法确定四连杆机构，首先要根据配套尺寸L (此处L ＝2088mm)。初步确定顶梁长度L =2370mm和底座长L =2100mm，然后确定顶梁与掩护梁铰点相对于后连杆下铰点的水平距离，该铰点至顶梁顶面距H和后连杆下铰点的高度Y 。
H 一般根据支架工作阻力初步确定顶梁梁体的高度后，在根据结构的合理性确定，一般支架距H ＝150～200mm，重型支架可取H ＝210~260mm。对于低位放顶煤液压支架此处取H 2 =200mm.
Y 一般根据支架最小高度确定，薄煤层支架取Y ＝150～250mm ，对中厚煤层支架取Y ＝250～450；对大采高支架取Y ＝450～600mm。对于低位放顶煤液压支架此处取Y0 =160mm.
(3) 支架最大和最小高度时掩护梁与水平夹角A 和A
掩护梁是掩护采面工作空间密封隔离采空区的重要梁体，它不直接支撑顶板，而是作为重要的传力构件，把顶梁载荷传递到四连杆机构，这对保持支架—围岩力学状态的稳定有着显著的作用。其主要表现是：①掩护梁载荷参与顶梁的力矩平衡，提高了梁端承载能力；②支架受到一个指向煤壁的水平推力，当支架处于支护工况时，有阻止顶板岩体向来空区移动的作用，而当处于移架工况时，有利于克服架体各方面的摩擦力，增强架体运动的稳定性。掩护梁水平投影过大，将增大掩护梁载荷，并承受顶板岩块的冲击载荷，而掩护梁载荷过大将减小顶板支护强度，造成移架困难。一般掩护式支架取A   52 ~62 ；支撑掩护式支架取A   60 ~70 。
在支架最小支护高度时，掩护梁倾角应保证移架过程中掩护梁背负的矸石能沿梁体下滑，即满足tan A ≥W，其中W为岩石与钢的静摩擦因数，一般为0.15～0.3。若取W＝0.3，则A ＝17 ，设计中一般可取A    25 。
(4) 掩护梁与后连杆长度比的确定
在用作图法确定四连杆机构时，杆长比主要根据设计经验确定，一般应保证A ≥5 ，使后连杆在第一象限内摆动。根据近百种支架的统计，掩护梁与后连杆的长度比（L ＋L ）/L 　，对两柱掩护式支架一般为0.9～1.2，对四柱支撑掩护式支架一般为1.2～1.8。经计算，此处掩护梁与后连杆的长度比＝1560/780＝2.0。
    掩护梁与前后连杆铰点间的距离可根据支架高度及连杆销子直径确定，一般取300～500mm，前后连杆间夹角越大，连杆力越小。
5．支架工作段要取曲线向前突的一端，如上图所示的H 段。其原因是当顶板来压时，立柱让压而下缩。使顶梁有前移的趋势防止岩石向后移动，又可以使作用在顶梁上的摩擦力指向采空区，同时底板阻止底座向后移动。使整个支架产生顺时针方向转动的趋势，从而增加了前梁断部的支护力，防止顶梁前断顶部冒落又可以使底座前端比压减小，可防止啃底，有利移架，水平力的合力也相应的减小，由于支架所承受的水平力由掩护梁来克服，所以减轻了掩护梁受力。
从以上的分析可知，为使支架受力合理和工作可靠，在设计四连机构时曲线运动轨迹应尽量使支架的工作段要取曲线向前突的一段，所以当掩护梁和后连杆长度已知后，从这个观点出发，在设计时只要把掩护梁和后连杆简化成曲柄滑块机构，进行作图就可以了。
3.3四连杆机构的设计
先根据经验估算出四连杆的各部分尺寸，然后用电算法编制程序，算出该机构的各部分尺寸，再用作图法找出各部分的具体尺寸，最后确定它们的尺寸。
3.3.1四连杆机构的作图法
(1) 掩护式和支撑掩护式支架的四连杆机构都是双摇杆机构。双摇杆机构形成的条件是：最短杆c和最长杆b之和小于其余两杆长度之和，而最短杆为上连杆（掩护梁），最短杆的对边a为固定杆（底座），即： c＋b<a＋d　　各符号表示在2－3图中。

图　2－3　　四连杆机构
(2) 作图方法
1.确定掩护梁上铰点至顶梁顶面之距（预确定为160mm），和后连杆下铰点至底座底面之距（预确定为440mm）。
2.掩护梁和后连杆长度的确定
预设：
G——掩护梁长度 1560mm
A——后连杆长度 780mm
L
已知条件是支架的最大高度 ＝2800mm和支架的最低高度 ＝1400mm，要求在这范围内掩护梁上的铰点上下运动时的轨迹是一条直线或近似直线。水平偏移量不许超过70mm。
用几何作图法求四连杆的结构尺寸如下：
1、确定后连杆下铰点O点位置；
2、过O点作与底座底面平行的水平线H-H线；
3、过O点作与H-H线的夹角为Q的斜线；
4、在此斜线上截取线段oa，oa的长度等于A，a点即为后连杆与掩护梁的铰点；
5、过a点作与H-H线夹角为 的斜线，以a为圆心，以G为半径作弧线交此斜线于一点e’，此点即为顶梁与掩护梁的铰点；
6、过e’点作H-H线的平行线F-F线，则这两条平行线之间的距离为 ，即为液压支架最高位置时的计算高度；
7、以a点为圆心，以（0.22~0.3）G长度为半径作弧，在掩护梁上交于一点b，此点即为前连杆上焦点的位置；
8、过e’点作F-F线的垂线（认为液压支架由高到低的位置变化当中，e’点在这条直线上滑

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动）；
9、在垂线上作液压支架在最低位置时，顶梁与掩护梁的铰点 ；
10、取 线中间某一点 ，为液压支架降到某一位置时，顶梁与掩护梁的铰点；
11、以O为圆心，oa为半径作圆弧；
12、以 点为圆心，掩护量的长度oa’为半径作圆弧，交钱圆弧上一点a’，此点即为液压支架降到中间某一位置时，掩护梁与后连杆的铰点；
13、以 点为圆心，掩护量的长度oa’为半径作圆弧，交钱圆弧上一点a’’，此点即为液压支架降到最低位置时，掩护梁与后连杆的铰点
14、连接 a’， a’’，并以a’点为圆心，ab为半径作弧线，交于a’e’’上一点b’点；以a’’点为圆心，ab长为半径作弧线，交a’’ 上一点b’’点，则b、b’、b’’三点位液压支架在三个位置时前连杆上的铰点；
15、连接a’o，a’’o，为液压支架降到中间某个位置和最低位置时后连杆的位置；
16、分别作bb’和b’b’’的垂直平分线，其交点c即为前连杆的下铰点，bc为前连杆长度；
17、过c点向H-H线做垂线交于d，则线段oa、ab、bc、co为液压支架的四连杆机构；
18、按以上的方法初步求出四连杆机构的几何尺寸，再用几何画图法画出液压支架掩护梁与顶梁铰点e’的运动曲线，只要确定变化四连杆机构的几何尺寸，便可以画出不同的曲线来，再按液压支架四连杆的几何特征进行校核，最终确定四连杆机构的尺寸。

3.4底座形式的选择与设计
液压支架底座最常用的形式有3种，即整体刚性底座、底分式刚性底座和铰接分体底座。在本次设计中我们采用整体刚性底座，在其中挡前部一般有一高度为50~100mm的小箱体结构，中档后部上方为箱形结构，推移千斤顶一般安装在箱形体下面，整体刚性底座立柱柱窝前一般要设计一过桥，以提高底座的整体刚性和抗扭能力，整体刚性底座的整体刚度和强度很好，底座面积大，从而有利于减小对底板的比压。
由前面的设计，我们可以了解和理解一下尺寸;
底座长2245mm，宽1400mm，前后连杆铰合处的垂直中心距为190mm，后连杆的离地中心距为460mm，两立柱的中心距为600mm，放顶煤液压支架的底座长度取大于4倍的移架步距（一个移架步距为0.6m），因此我们取底座长2245mm。
3.5顶梁的选择与设计
支架常用的顶梁形势有3种：即整体顶梁、铰接顶梁和楔形结构顶梁。下面主要针对本次设计介绍一下铰接顶梁：在前梁千斤顶的推拉下，前梁可以上下摆动，对不平顶板的适应性强，运输时可以将前梁放下与顶梁垂直，以减少运输尺寸。前梁千斤顶必须有足够的支承力和连接强度，前梁不易设置侧护板。为顺利移架，前梁间一般要留有100~150mm间隙，从而增加了破坏顶板漏矸的可能性。为了实现超前支护，我们可以采用伸缩梁的形式，它的结构可靠性好，伸缩值一般取600~800mm，在此我们选择700mm。
顶梁前后分别与前梁和掩护梁铰接，四个球面柱窝与立柱的活柱头相连。顶梁有铰接耳座，此外还设有所需的千斤顶耳座，如前梁千斤顶耳座（2个）、侧推千斤顶（2个）以及两个弹簧套筒，其中或许有大量的加强筋板，其结构形式见顶梁结构图；其宽度为1350mm，两铰孔的中心距为600mm。
3.6掩护梁的选择与设计
掩护梁是掩护式和支撑掩护式支架的特征部件之一，它将直接承受冒落矸石的载荷和顶板通过顶梁传递的水平载荷引起的弯矩，一般都采用钢板焊接而成的箱体结构。掩护梁的侧面形状由直线性和折线形两种。通常，插腿型掩护式支架掩护梁采用折线型，可以增大通风断面。其它掩护式和支撑掩护式支架多采用直线型，使得制造工艺简单。折线形相对直线型支架断面大、结构强度高，但工艺性差，所以很少采用；掩护梁一般做成整体式，也有做成左右对分的；对分式掩护梁的结构尺寸相比整体式要小，加工、运输和安装也相对较容易，但结构强度差。所以在本次设计中我们选用整体式直线型掩护梁。
掩护梁下部与前、后连杆相连，下端与尾梁铰接，还设有为梁千斤顶的耳座。它的长度较短，大约为1560mm，结构紧凑，掩护梁两侧设置有侧护板，活动侧护板有侧护千斤顶和弹簧筒控制，侧护板的横向宽度要稍大于移架步距，这样移架时能与不动的邻架间保持封闭。掩护梁结构为钢板焊接的箱体结构，因为与它连接的部件也较多，在结构设计时应注意互不干涉。由于掩护梁受力复杂，特别是受到弯矩、扭矩和横向载荷，设计时各断面系数应大于1.3；计算连接前后连杆铰接孔时，应注意抗压强度；在两体还应设有吊装空，以利于后输送机的维护安装。
主要尺寸:顶梁与尾梁铰接孔的距离为： ，连杆长度1560mm，其定位尺寸见结构图。
3.7侧护板的形式与选择
支架侧护板装置一般有侧护板、弹簧筒、侧推千斤顶、导向杆和连接销轴组成。
支架常用的活动侧护板有3种，即直角式单侧活动侧护板、直线式双侧可调活动侧护板和这也是单侧活动侧护板。在此我们选择直线式单侧活动侧护板，其一侧为固定侧护板，另一侧为活动侧护板。固定侧护板既是梁的边筋板，可增加增体强度，减轻支架重量，置教师单侧活动侧护板适用于工作面倾角较小的缓倾斜煤层或水平煤层，具有当班密封性好和导向性好的特点。
顶梁侧护板高度一般取250~500mm，拨煤层支架取下限，掩护梁侧护板和后连杆侧护板高度一般根据支架最大高度时，侧护板水平尺寸一般按移架步距加100~200mm搭接量的原则来确定。
3.8推移装置的选择与设计
推移装置有推移杆、推移千斤顶和连接头等主要零部件组成，其中推移杆是决定推移装置的形式和性能的关键部件。推移杆的常用形势有正拉式短推杆和倒拉式长推杆两种。
正拉式短推杆是由钢板组焊而成的箱形结构体，结构简单可靠、重量轻，因而被广泛采用，但对煤、矸的处理更加不易，而且还存在理论上的缺陷。
目前的推移机构多采用倒拉式长推杆整体式或两节短推杆铰接式结构，其拉架力大。推杆都采用钢板焊接而成的箱体结构，强度非常好。长推杆整体式推移装置在工作面倾角大的情况下，有利于防止输送机支架的下滑，但在工作面难以更换；铰接式长推杆推移装置可以在上、下、左、右四个方向摆动，兼有短推杆和双推移杆的双种特点。图

我不回

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rock_fai

学习学习，但是怎么没有图啊

学习液压

虾米东西

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关键的东西不是很多啊,题目也不具体!

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精品...楼主辛苦了.~~~